WO2020049675A1

WO2020049675A1 - 水平式衝撃試験装置

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Publication number: WO2020049675A1
Application number: PCT/JP2018/032980
Authority: WO
Inventors: 浩谷口
Original assignee: 神栄テクノロジー株式会社
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-03-12

Abstract

試験対象物を保持するテーブル部を一方の面に有し、他方の面に衝突部を有する衝突台と、衝突台を水平方向にスライド可能なように支持する案内部材と、衝突部に対して所定の衝撃力を作用させる重錘部を有するハンマと、重錘部の衝撃力が衝突台に作用した時のテーブル部における衝撃パルスを検出するセンサと、を備え、ハンマを所定高さから落下させたときの下向きの力を衝突部に対して水平方向の衝撃力として作用させるように構成されている。これにより、大きな試験対象物であっても水平方向に衝撃力を作用させることができるコンパクトな水平式衝撃試験装置を構成する。

Description

水平式衝撃試験装置

　本発明は、試験対象物に対して水平方向に衝撃力を作用させて試験する水平式衝撃試験装置に関する。

　従来、家電品やパーソナルコンピュータなどの製品（以下、「試験対象物」という）は、搬送及び使用時における衝撃で破損するかどうかの試験が行われている。この試験方法として、ＪＩＳ　Ｃ－６００６８－２－２７に規定がある。この規定では、衝撃パルスの大きさ、作用時間、試験回数、方向などについて指定されている。また、試験対象物自体の衝撃強度を確認するための衝撃試験方法が、ＪＩＳ　Ｚ０１１９に規定がある。この規定では、試験対象物の損傷境界曲線を得るための、衝撃パルスの印可方法が指定されている。

　この種の試験装置として、自動車の急停止時などにおける水平衝撃を試験する衝撃試験装置がある。例えば、試験対象物を水平方向に所定の加速度で移動させ、その試験対象物を衝突部に衝突させた時の衝撃パルスを計測する衝撃試験装置がある。しかし、この試験装置の場合、試験対象物を所定の加速度まで加速させるための水平方向距離が必要となり、試験装置が大きくなる。そのため、試験装置を設けるためには大きな設置スペースが必要となる。

　一方、例えば、小さな設置スペースに設置できる衝撃試験装置として、振り子式ハンマを用いた衝撃試験装置がある（例えば、特許文献１参照）。この衝撃試験装置では、試験対象物を載置した平板を垂直方向に設け、この平板を振り子式ハンマで水平方向から打撃し、打撃の入力波形と平板の出力波形とから衝撃を解析している。

日本国　特開２０１６－１８３９４０号公報

　しかし、上記衝撃試験装置は、平板の側面に設置できる程度の試験対象物に対する衝撃試験しかできない。また、大きな試験対象物に対して衝撃試験を行う衝撃試験装置をコンパクトに構成することについて記載されていない。

　そこで、本発明は、大きな試験対象物であっても水平方向に衝撃力を作用させることができるコンパクトな水平式衝撃試験装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明に係る水平式衝撃試験装置は、試験対象物に対して水平方向に衝撃を作用させる水平式衝撃試験装置であって、前記試験対象物を保持するテーブル部を一方の面に有し、他方の面に衝突部を有する衝突台と、前記衝突台を水平方向にスライド可能なように支持する案内部材と、前記衝突部に対して所定の衝撃力を作用させる重錘部を有するハンマと、前記重錘部の衝撃力が前記衝突台に作用した時の前記テーブル部における衝撃パルスを検出するセンサと、を備え、前記ハンマを所定高さから落下させたときの下向きの力を前記衝突部に対して水平方向の衝撃力として作用させるように構成されている。

　この構成により、所定高さから落下させるハンマで試験対象物を保持するテーブル部に対して水平方向の衝撃力を作用させるので、試験対象物に対して水平方向に衝撃力を作用させる構成の動作範囲を小さくでき、水平式衝撃試験装置をコンパクトに構成することができる。これにより、水平式衝撃試験装置を小さなスペースに設置することができる。

　また、前記ハンマは、所定長さのアーム部と、前記アーム部の基部を前記衝突台の上方で支持する支持部と、前記アーム部の先端に設けた重錘部と、を有し、該ハンマは、前記重錘部が前記支持部を中心として円弧を描いて落下して前記衝突部に対して水平方向の衝撃力を作用させるように構成されていてもよい。

　このように構成すれば、支持軸を中心に円弧を描いてハンマの重錘部を落下させるので、試験対象物を保持するテーブル部に対して水平方向に衝撃力を与えるハンマの動作範囲を小さくでき、水平式衝撃試験装置をコンパクトに構成することができる。

　また、前記ハンマを垂直方向にガイドするガイド部材と、前記ハンマを前記ガイド部材に沿って所定高さまで上昇させる昇降機と、前記ハンマを所定高さで保持する保持機と、前記ハンマを前記ガイド部材に沿って落下させたときの前記重錘部の下向きの力を水平方向の衝撃力として前記衝突部に伝える伝達部材と、をさらに備え、前記ハンマを所定高さから落下させたときの下向きの力を前記伝達部材を介して前記衝突部に水平方向の衝撃力として作用させるように構成されていてもよい。

　このように構成すれば、垂直方向に落下させるハンマの重錘部による下向きの力を、伝達部材を介して試験対象物に対して水平方向の衝撃力として作用させるので、水平方向に衝撃力を作用させる構成の動作範囲を小さくでき、水平式衝撃試験装置をコンパクトに構成することができる。

　また、前記衝突台と前記ハンマとの間に、水平方向にスライド可能なように支持されたスライド台をさらに備え、前記スライド台は、前記ハンマの方向に当接部を有し、前記衝突台の方向に打撃ヘッドを有しており、前記衝突台の前記衝突部と前記打撃ヘッドとの間にガスシリンダが備えられていてもよい。

　このように構成すれば、ハンマでスライド台に衝撃力を作用させ、スライド台の打撃ヘッドでガスシリンダを介して衝突台に衝撃力を作用させることで、試験対象物に対する衝撃波形を台形波形にすることができる。よって、必要に応じて衝撃波形を変更した試験を行うことができる。

　また、前記ハンマの前記重錘部は、落下高さが変更可能なように構成されていてもよい。

　このように構成すれば、ハンマの重錘部の落下高さを変更することで衝撃力を容易に調整できる。これにより、テーブル部に発生する衝撃パルスを調整できる。

　また、前記重錘部は、付加重りによって該重錘部の重量を変更することが可能なように構成されていてもよい。

　このように構成すれば、重錘部の重量を変更することで衝突台が受ける衝撃加速度を変更することができ、試験で得られる波高値を容易に変更できる。

　また、前記衝突台と前記重錘部との重量比は、前記衝突台の重量に対して前記重錘部の重量が小さくなるように構成されていてもよい。

　このように構成すれば、試験対象物に対して小さな衝撃力を作用させる衝撃試験を再現性高く行うことができる。

　また、前記衝突台と前記重錘部との重量比は、前記衝突台の重量に対して前記重錘部の重量が大きくなるように構成されていてもよい。

　このように構成すれば、試験対象物に対して大きな衝撃力を作用させる衝撃試験を再現性高く行うことができる。

　また、前記ハンマの落下速度を加速させる加速機構をさらに備えていてもよい。

　このように構成すれば、加速機構によってハンマの落下速度を加速することができるので、コンパクトなハンマで大きな衝撃力を作用させることができる。

　また、前記衝突部は、緩衝体を有し、前記緩衝体は、交換可能なように構成されていてもよい。

　このように構成すれば、緩衝体を硬さが異なる物に交換することで、衝撃力の作用時間を調整することができる。

　また、前記衝突台に作用する前記ハンマによる衝撃力を減衰する第１減衰器と、前記衝突台のリバウンドを減衰する第２減衰器と、を備えていてもよい。

　このように構成すれば、ハンマが衝突した後の衝突台の水平方向移動を、第１減衰器と第２減衰器とによって適切に減衰することができる。

　本発明によれば、大きな試験対象物であっても水平方向に衝撃力を作用させる構成の動作範囲を小さくでき、水平式衝撃試験装置をコンパクトに構成することが可能となる。これにより、水平式衝撃試験装置を小さなスペースに設置することが可能となる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る第１水平式衝撃試験装置を示す正面図である。図２は、図１に示す第１水平式衝撃試験装置の左側面図である。図３は、図１に示す第１水平式衝撃試験装置の右側面図である。図４は、図１に示すIV－IV断面図である。図５は、図４に示すV－V断面図である。図６は、図１に示すVI－VI断面図である。図７は、図６に示す衝突部の拡大断面図である。図８は、図１に示すハンマの図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。図９は、図８に示すハンマの重量を変更する構成を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面視の断面図である。図１０は、本発明の第２実施形態に係る第２水平式衝撃試験装置を示す正面図である。図１１は、本発明の第３実施形態に係る第３水平式衝撃試験装置を示す正面図である。図１２は、図１１に示す第３水平式衝撃試験装置の左側面図である。図１３は、図１１に示す第３水平式衝撃試験装置におけるハンマの重量を変更する構成の部分を示す左側面図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、図１に示す状態を正面として説明する。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における前後左右方向の概念は、図１に示す第１水平式衝撃試験装置１に向かった状態における前後左右方向の概念と一致するものとする。

　（第１水平式衝撃試験装置）
　図１は、第１実施形態に係る第１水平式衝撃試験装置１を示す正面図である。図２は、図１に示す第１水平式衝撃試験装置１の左側面図であり、図３は、第１水平式衝撃試験装置１の右側面図である。図４は、図１に示すIV－IV断面図、図５は、図４に示すV－V断面図である。なお、図１では、左部分における手前側の架台１０などを図示しない状態で示している。

　図１に示すように、第１水平式衝撃試験装置１は、形鋼などで形成された架台１０を有している。架台１０には、上下位置に２本と、前後位置に２本の案内部材１１（図４）が水平方向に設けられている。案内部材１１は、例えば、円柱などを用いることができる。４本の案内部材１１には、水平方向に移動可能なように衝突台２０が支持されている。衝突台２０の四隅には、案内部材１１に沿ってスライドする筒状のスライド部２１が設けられており、スライド部２１が案内部材１１に沿って水平方向に移動可能となっている。衝突台２０は、中央部分の一方の面である右面に試験対象物１００（図３）を保持するテーブル部２２（図３）を有し、他方の面である左面に衝突部２３を有している。衝突部２３は、衝突台２０に対して衝撃力を作用させる部分である。

　また、架台１０の上部には、上記衝突台２０に対して水平方向に所定の衝撃力を作用させるハンマ３０が備えられている。ハンマ３０は、所定長さのアーム部３１と、アーム部３１の基部を衝突台２０の上方で支持する支持部３２と、アーム部３１の先端に設けた重錘部３３とを有している。ハンマ３０は、支持部３２を中心に重錘部３３が円弧を描いて落下するようになっている。図では、重錘部３３が落下した状態を実線で示している。ハンマ３０の位置制御などは、制御装置９０によって制御される。

　図２に示すように、ハンマ３０は、架台１０の上部から中央向きに突設された支持台１２の上部に設けられた軸受１３に支持部３２が支持されている。支持部３２には、支持軸３４が挿入されており、支持軸３４の両端部が軸受１３に支持されている。これにより、ハンマ３０は、支持軸３４を中心に図２の紙面直交方向に揺動自在となっている。支持部３２の図示する左方（図１の後方）には、支持軸３４を回転させる駆動モータ３５が設けられている。駆動モータ３５と支持軸３４との間には、クラッチ３６が設けられており、駆動モータ３５でハンマ３０の支持軸３４を所定角度まで回転させた後、クラッチ３６を遮断することでハンマ３０の重錘部３３を自由落下させることができる。支持部３２の図示する右方（図１の前方）には、支持軸３４の回転角度を検出する回転角検出器３７（例えば、アブソリュートエンコーダ）が設けられている。回転角検出器３７で支持軸３４の角度を検出することで、ハンマ３０の重錘部３３を落下させる高さを変更することが可能となっている。重錘部３３の落下高さを変更可能とすることで、衝撃力を調整できる。例えば、支持軸３４の角度を、鉛直線に対して水平方向に９０度、さらに上方の１２０度などに調節することで、重錘部３３の落下高さ（回転角度）を変更できる。支持軸３４の角度調節は、回転角検出器３７の検出角度に基づいて、制御装置９０で駆動モータ３５を駆動制御することによって行うことができる。

　また、この実施形態において、ハンマ３０の重錘部３３が落下する速度を加速させることができる。重錘部３３の落下速度を加速させる加速機構としては、駆動モータ３５を逆回転させることによりできる。ハンマ３０の支持軸３４を駆動モータ３５で所定の回転角度まで回転させた後、駆動モータ３５を逆回転させることで支持軸３４を逆方向に回転させて重錘部３３の落下速度を加速させることができる。これにより、同一の重錘部３３でより大きな衝撃力を得ることができる。駆動モータ３５を逆回転させる速度は、制御装置９０からの信号で制御することができる。

　図３に示すように、衝突台２０の右方に設けられたテーブル部２２には、ハンマ３０の重錘部３３による衝撃力が衝突台２０に作用した時のテーブル部２２における衝撃パルスを検出するセンサ２４が設けられている。センサ２４により、ハンマ３０の重錘部３３が衝突台２０に衝突した時の衝撃パルスを検出することができる。センサ２４で衝撃パルスを検出することで、以下のように試験対象物１００が受ける衝撃を導き出すことができる。図示する例では、試験対象物１００を治具１０１でテーブル部２２に固定している。治具１０１は、後述するテーブル部２２のねじ穴２５に固定される。

　センサ２４としては、例えば、加速度センサを用いることができる。センサ２４に加速度センサを用いた場合、センサ２４によってテーブル部２２に作用した加速度を計測し、例えば、加速度計測解析システム（図示略：制御装置９０と一体的に構成しても、別体で構成してもよい）によって、センサ２４が検出した加速度を解析して数値化する。これにより得られた衝撃パルスは、例えば、加速度計測解析システムに接続されたパーソナルコンピュータのモニタに表示することができる。解析システムとしては、センサ２４の形式などに応じて適したシステムを採用すればよい。

　制御装置９０（図１）は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏインターフェース等を有する。制御装置９０は、テーブル部２２に備えられたセンサ２４によって検出された衝撃パルスから、例えば、加速度計測解析システムにより解析して数値化される。この解析は、不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいてプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。数値化されたデータは、例えば、パーソナルコンピュータのモニタにおいて、横軸が時間、縦軸が加速度のグラフとして出力することができる。この衝撃パルスから、試験対象物１００が受ける衝撃を導き出すことができる。そして、例えば、加速度の大きさ、作用時間の長さなどから、試験対象物１００が搬送時における衝撃で破損するかどうかを判定することができる。

　図４に示すように、上記案内部材１１は衝突台２０の四隅に設けられたスライド部２１を貫通するように設けられている。上下方向に設けられた案内部材１１の間には、衝突台２０に作用するハンマ３０の衝撃力を減衰する第１減衰器５０が設けられている。第１減衰器５０は、衝突台２０の上下方向の中央部分に設けられている。この実施形態では、第１減衰器５０として空気ばねが２段で直列に設けられている（図１）。

　図５に示すように、上記衝突台２０の案内部材１１に沿って移動する筒状のスライド部２１は、衝突台２０の水平方向厚みよりも長くすることで、衝突台２０が水平状体を保ってスライドするようにしている。これにより、衝突台２０と一体となっているテーブル部２２は、衝突台２０と一体的に案内部材１１に沿って水平方向に安定して移動する。

　図６は、図１に示すVI－VI断面図である。この図では、下方に位置する上記案内部材１１とスライド部２１の図示を省略している。図示するように、衝突台２０には、上記した重錘部３３の衝撃力を減衰する第１減衰器５０と、この第１減衰器５０と反対方向において衝突台２０のリバウンドを減衰する第２減衰器５１が設けられている。第２減衰器５１は、架台１０に設けられている。第２減衰器５１としては、この実施形態では、バネを用いたショックアブソーバが用いられている。第２減衰器５１により、ハンマ３０により衝突台２０に作用した衝撃力を第１減衰器５０で減衰した後、衝突台２０のリバウンドを適切に減衰することができる。このように、衝突台２０は、第１減衰器５０（空気ばね）と反対方向に第２減衰器５１（ショックアブソーバ）を設けて、水平方向に両側から挟むことで、衝突台２０に生じる水平方向の力を適切に減衰してブレーキをかけることができる。

　また、第２減衰器５１と平行にエアシリンダ５２が設けられている。エアシリンダ５２は、架台１０に設けられている。衝突台２０は、エアシリンダ５２によって水平方向に位置調節が可能となっている。衝突台２０の位置調節は、衝突部２３の前面に対してハンマ３０の重錘部３３が直交して衝突するように調整される（図１）。これにより、衝突部２３に対して常に同じ角度（水平）でハンマ３０の重錘部３３が衝突するように位置調整可能となっている。エアシリンダ５２は、衝突台２０の位置調整を行った後は、衝突台２０に対してフリーの状態にされる。これにより、衝突台２０にハンマ３０が衝突したときの衝突力にエアシリンダ５２は影響しない。

　さらに、図示するように、上記したテーブル部２２の上面には、治具１０１を固定するためのねじ穴２５が複数箇所に設けられている。治具１０１は、試験対象物１００の形状に応じた物が用いられ、適切な位置のねじ穴２５に固定される。

　図７は、図６に示す衝突部２３の拡大断面図である。上記衝突台２０の衝突部２３には、緩衝体４０が設けられている。緩衝体４０は、ゴム材などが用いられる。緩衝体４０は、衝突台２０に対して交換可能なように取り付けられている。この例では、緩衝体４０の周囲をリング状の押え部材４１で押え、この押え部材４１を衝突台２０にボルト４２で固定することで取り付けられている。押え部材４１を外せば、緩衝体４０を交換することができる。緩衝体４０は、硬さの異なるものに交換することで衝撃力の作用時間を調整できる。

　図８は、図１に示すハンマ３０の図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。上記したように、ハンマ３０は、所定長さのアーム部３１と、アーム部３１の基部に設けられた支持部３２と、アーム部３１の先端に設けられた重錘部３３とを有している。図示する状態は、支持部３２から支持軸３４が外された状態を示している。

　図９は、図８に示す重錘部３３の重量を変更する構成を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面視の断面図である。重錘部３３は、重錘本体３３ａの下面に前面が円弧状に形成された当接部材３３ｂがボルト３３ｃで取り付けられている。また、重錘本体３３ａの上面には、複数の付加重り３３ｄがボルト３３ｅで取り付けられている。この例では、５枚の付加重り３３ｄが取り付けられている。付加重り３３ｄは、例えば数ｋｇの重さを有し、枚数を変更することで重錘部３３の重量を付加重り３３ｄの重量単位で変更することができる。

　重錘部３３の重量を変更することで、衝突台２０が受ける衝撃加速度を変更することができ、試験で得られる波高値を容易に変更できる。また、衝突台２０と重錘部３３との重量比を、衝突台２０の重量に対して重錘部３３の重量が小さくなるようにできる。例えば、衝突台２０の重量が「６」であったとすると、重錘部３３の重量を「１」にすることもできる。これにより、衝突台２０と重錘部３３の重量比を「６：１」とし、「１：１」の衝撃試験に対して、作用時間は同じで、衝撃加速度を１／６にした衝撃試験をすることができる。すなわち、試験対象物１００に対して小さい衝撃力を作用させる衝撃試験を、再現性高く行うことができる。また、衝突台２０と重錘部３３との重量比を、衝突台２０の重量に対して重錘部３３の重量が大きくなるようにできる。これにより、重錘部３３と衝突台２０の重量比を「２：１」とし、「１：１」の衝撃試験に対して、作用時間は同じで、衝撃加速度を２倍にした衝撃試験をすることができる。

　このように、第１水平式衝撃試験装置１によれば、緩衝体４０とテーブル部２２が固定側の衝突台２０にあり、テーブル部２２に試験対象物１００を固定する構成となっている。そして、動作側はハンマ３０のみであり、ハンマ３０の重錘部３３を所定高さから回転させて衝突台２０の衝突部２３に衝突させることで、適切な衝撃試験を行うことが可能となる。すなわち、固定側である衝突台２０と一体となったテーブル部２２に試験対象物１００を固定した状態で、衝突台２０に対して動作側のハンマ３０で水平方向に衝撃を与えて試験を行うので、再現性が高い衝撃試験を行うことができる。

　しかも、支持軸３４を中心に円弧を描いてハンマ３０の重錘部３３を落下させるので、試験対象物１００を固定するテーブル部２２に対して水平方向の衝撃力を作用させるハンマ３０の動作範囲を小さくでき、第１水平式衝撃試験装置１をコンパクトに構成することができる。

　（第２水平式衝撃試験装置の構成）
　図１０は、第２実施形態に係る第２水平式衝撃試験装置２を示す正面図である。第２水平式衝撃試験装置２は、台形波形の衝撃波形を得る場合の装置である。なお、第２水平式衝撃試験装置２と上記第１水平式衝撃試験装置１とは、衝突台２０とハンマ３０との間にガスシリンダ６０とスライド台６１とが設けられた構成が異なる。第１水平式衝撃試験装置１と同一の構成には同一符号を付して、その説明は省略する。

　第２水平式衝撃試験装置２は、衝突台２０とハンマ３０との間には、ハンマ３０側にスライド台６１が設けられ、衝突台２０にガスシリンダ６０が設けられている。スライド台６１は、四隅に筒状の案内部６２が設けられており、この案内部６２が案内部材１１に沿って水平方向にスライド可能となっている。案内部材１１は、衝突台２０を水平方向にスライドさせる構成が延長されたものとなっている。スライド台６１には、ハンマ３０の方向に当接部６４が設けられ、重錘部３３が当接する部分に緩衝体４０が設けられている。緩衝体４０は、上記第１水平式衝撃試験装置１と同一のものを用いることができる。スライド台６１の衝突台２０の方向には、打撃ヘッド６３が設けられている。打撃ヘッド６３は、ガスシリンダ６０の中央部分を打撃するように設けられている。第２水平式衝撃試験装置２は、その他の構成は第１水平式衝撃試験装置１と同一であるため、同一符号を付してその説明は省略する。

　第２水平式衝撃試験装置２によれば、ハンマ３０の重錘部３３を落下させることでスライド台６１に水平方向の衝撃力を作用させる。そして、その衝撃力によってスライド台６１の打撃ヘッド６３でガスシリンダ６０を打撃する。これにより、衝突台２０に台形波形の衝撃波形を作用させて、衝突台２０のテーブル部２２に固定された試験対象物１００に対する衝撃試験を行うことができる。よって、第２水平式衝撃試験装置２によれば、試験対象物１００に対する衝撃試験を台形波形で行いたい場合に適切な衝撃試験を行うことができる。

　しかも、ハンマ３０の重錘部３３は円弧を描いて落下するため、試験対象物１００を固定するテーブル部２２に対して水平方向の衝撃力を作用させるハンマ３０の動作範囲を小さくでき、第２水平式衝撃試験装置２をコンパクトに構成することができる。

　（第３水平式衝撃試験装置の構成）
　図１１は、第３実施形態に係る第３水平式衝撃試験装置３を示す正面図である。図１２は、図１１に示す第３水平式衝撃試験装置３の左側面図である。図１３は、図１１に示す第３水平式衝撃試験装置３におけるハンマ７０の重量を変更する構成の部分を示す左側面図である。なお、第３水平式衝撃試験装置３と上記第１水平式衝撃試験装置１とは、ハンマ７０と、ハンマ７０の重錘部７３による衝撃力を衝突台２０に伝達する構成が異なる。第１水平式衝撃試験装置１と同一の構成には同一符号を付して、その説明は省略する。

　図１１，１２に示すように、第３水平式衝撃試験装置３では、ハンマ７０が垂直方向に落下する構成となっている。ハンマ７０は矩形状のブロックであり、中央部分が重錘部７３となっている。ハンマ７０は、図１１に示す前後位置（図１２の左右位置）が、垂直方向にガイドするガイド部材７１によってガイドされている。ガイド部材７１は、円柱部材などを用いることができる。ガイド部材７１は、架台１０の上部に設けられた補助架台１５から立設されている。

　また、補助架台１５には、ハンマ７０を所定高さまで上昇させる昇降機たる昇降シリンダ７２が設けられている。昇降シリンダ７２は、先端部７２ａをハンマ７０の四隅に係合させ、伸長させることでハンマ７０を所定高さまで上昇させることができる。ハンマ７０には、所定高さまで上昇させた状態で、その位置を保持する保持機７４が内部に設けられている。保持機７４は、ハンマ７０をガイド部材７１に保持するブレーキ機構を用いることができる。

　さらに、この実施形態では、ハンマ７０の重錘部７３が落下する速度を加速させる加速機構が備えられている。この実施形態の加速機構は、コイルスプリング７５が用いられている。コイルスプリング７５は、下端が補助架台１５に固定され、上端がハンマ７０に固定されている。コイルスプリング７５を設けることで、ハンマ７０の重錘部７３が落下する落下速度をコイルスプリング７５の付勢力で加速することができる。このようにすれば、コンパクトなハンマ７０で大きな衝撃力を得ることができる。

　一方、架台１０には、ガイド部材７１に沿って落下させたハンマ７０の衝撃力を水平方向の衝撃力として衝突部２３に伝える伝達部材８０が備えられている。伝達部材８０は、９０度の角度で円弧状に形成された部材であり、架台１０の上部に設けられた軸受１３に支持アーム８１の基部が支持されている。よって、伝達部材８０は、フリーの状態となっている。伝達部材８０は、上端部８３の高さを調整することで、衝突台２０に生じる衝撃パルスを調整できる。伝達部材８０には、衝突部２３の緩衝体４０に当接する部分に当接部材８２が設けられている。当接部材８２は、前面が円弧状に形成されている。

　また、図１３に示すように、ハンマ７０に、重錘部７３の重量を増加させる付加重り７３ａを取り付けることができる。図示する例では、所定重量の付加重り７３ａが複数枚重ねられ、ボルト７３ｂで重錘部７３に固定されている。重錘部７３に付加重り７３ａを取り付けることで、衝突台２０が受ける衝撃加速度を変更することができ、試験で得られる波高値を容易に変更できる。付加重り７３ａの重量、形態及び取り付け方法は一例であり、他の構成であってもよい。さらに、ハンマ７０は、高さを調整することで、衝突台２０に生じる衝撃パルスを調整できる。

　さらに、衝突台２０と重錘部７３との重量比を、衝突台２０の重量に対して重錘部７３の重量を小さくすることも、大きくすることもできる。例えば、衝突台２０の重量「６」に対して重錘部７３の重量を「１」にすることができる。これにより、作用時間は同じで、衝撃加速度を１／６にした衝撃試験をすることができる。また、衝突台２０の重量「１」に対して重錘部７３の重量を「２」にすることができる。これにより、作用時間は同じで、衝撃加速度を２倍にした衝撃試験をすることができる。第３水平式衝撃試験装置３は、その他の構成は第１水平式衝撃試験装置１と同一であるため、同一符号を付してその説明は省略する。

　第３水平式衝撃試験装置３によれば、ハンマ７０をガイド部材７１に沿って昇降シリンダ７２で所定高さまで上昇させる。そして、ハンマ７０の保持機７４によってその位置が保持される。その後、昇降シリンダ７２は下降させられる。そして、ハンマ７０の保持機７４を開放することで、ハンマ７０はコイルスプリング７５の付勢力と自重によって垂直方向に落下させられて伝達部材８０の上端部８３に当接させられる。伝達部材８０は、ハンマ７０が当接した時の下向きの衝撃力を、衝突台２０の衝突部２３に設けられた緩衝体４０に対して当接部材８２で水平方向の衝撃力として作用させる。これにより、垂直方向に落下させるハンマ７０によって、伝達部材８０を介して衝突台２０のテーブル部２２に固定された試験対象物１００に対して水平方向の衝撃力を作用させる衝撃試験を行うことができる。なお、第３水平式衝撃試験装置３は、コイルスプリング７５を設けない構成であってもよい。

　第３水平式衝撃試験装置３によっても、試験対象物１００に対して水平方向に衝撃力を作用させる構成の動作範囲を小さくでき、第３水平式衝撃試験装置３をコンパクトに構成することができる。

　また、第３水平式衝撃試験装置３において、伝達部材８０の当接部材８２と衝突台２０との間に、上記第２水平式衝撃試験装置２におけるスライド台６１とガスシリンダ６０とを備えさせることもできる。このようにすれば、ハンマ７０が伝達部材８０に当接したときの衝撃力を、伝達部材８０からスライド台６１に水平方向の衝撃力として作用させる。そして、その衝撃力によってスライド台６１の打撃ヘッド６３でガスシリンダ６０を打撃する。これにより、衝突台２０に台形波形の衝撃波形を作用させて、試験対象物１００に対して台形波形の衝撃試験を行うことができる。

　なお、上記したいずれの実施形態も一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。

　　　　　１　第１水平式衝撃試験装置
　　　　　２　第２水平式衝撃試験装置
　　　　　３　第３水平式衝撃試験装置
　　　　１１　案内部材
　　　　２０　衝突台
　　　　２１　スライド部
　　　　２２　テーブル部
　　　　２３　衝突部
　　　　２４　センサ
　　　　３０　ハンマ
　　　　３１　アーム部
　　　　３２　支持部
　　　　３３　重錘部
　　　３３ｄ　付加重り
　　　　３４　支持軸
　　　　３５　駆動モータ
　　　　３７　回転角検出器
　　　　４０　緩衝体
　　　　５０　第１減衰器
　　　　５１　第２減衰器
　　　　５２　エアシリンダ
　　　　６０　ガスシリンダ
　　　　６１　スライド台
　　　　６３　打撃ヘッド
　　　　７０　ハンマ
　　　　７１　ガイド部材
　　　　７２　昇降シリンダ
　　　　７５　付勢部材
　　　　８０　伝達部材
　　　　８１　当接部材
　　　　９０　制御装置
　　　１００　試験対象物

Claims

　試験対象物に対して水平方向に衝撃を作用させる水平式衝撃試験装置であって、
　前記試験対象物を保持するテーブル部を一方の面に有し、他方の面に衝突部を有する衝突台と、
　前記衝突台を水平方向にスライド可能なように支持する案内部材と、
　前記衝突部に対して所定の衝撃力を作用させる重錘部を有するハンマと、
　前記重錘部の衝撃力が前記衝突台に作用した時の前記テーブル部における衝撃パルスを検出するセンサと、を備え、
　前記ハンマを所定高さから落下させたときの下向きの力を前記衝突部に対して水平方向の衝撃力として作用させるように構成されている、
ことを特徴とする水平式衝撃試験装置。
　前記ハンマは、所定長さのアーム部と、前記アーム部の基部を前記衝突台の上方で支持する支持部と、前記アーム部の先端に設けた前記重錘部と、を有し、該ハンマは、前記重錘部が前記支持部を中心として円弧を描いて落下して前記衝突部に対して水平方向の衝撃力を作用させるように構成されている、
請求項１に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記ハンマを垂直方向にガイドするガイド部材と、
　前記ハンマを前記ガイド部材に沿って所定高さまで上昇させる昇降機と、
　前記ハンマを所定高さで保持する保持機と、
　前記ハンマを前記ガイド部材に沿って落下させたときの前記重錘部の下向きの力を水平方向の衝撃力として前記衝突部に伝える伝達部材と、をさらに備え、
　前記ハンマを所定高さから落下させたときの下向きの力を前記伝達部材を介して前記衝突部に水平方向の衝撃力として作用させるように構成されている、
請求項１に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記衝突台と前記ハンマとの間に、水平方向にスライド可能なように支持されたスライド台をさらに備え、
　前記スライド台は、前記ハンマの方向に当接部を有し、前記衝突台の方向に打撃ヘッドを有しており、
　前記衝突台の前記衝突部と前記打撃ヘッドとの間にガスシリンダが備えられている、
請求項１～３のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記ハンマの前記重錘部は、落下高さが変更可能なように構成されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記重錘部は、付加重りによって該重錘部の重量を変更することが可能なように構成されている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記衝突台と前記重錘部との重量比は、前記衝突台の重量に対して前記重錘部の重量が小さくなるように構成されている、
請求項１～６のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記衝突台と前記重錘部との重量比は、前記衝突台の重量に対して前記重錘部の重量が大きくなるように構成されている、
請求項１～６のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記ハンマの落下速度を加速させる加速機構をさらに備えている、
請求項１～８のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記衝突部は、緩衝体を有し、
　前記緩衝体は、交換可能なように構成されている、
請求項１～９のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。
　前記衝突台に作用する前記ハンマによる衝撃力を減衰する第１減衰器と、前記衝突台のリバウンドを減衰する第２減衰器と、を備えている、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の水平式衝撃試験装置。